new和malloc

/*创建一个一维n位动态数组，用new：*/ int *p=new int[n];

/*用malloc：*/  int *p=(int*)malloc(n*sizeof(int)); 

虽然new写起来简洁些，不过malloc兼容性更好吧，与c语言兼容。

1. malloc()函数
1.1 malloc的全称是memory allocation，中文叫动态内存分配。
原型：

extern void *malloc(unsigned int num_bytes);

说明：分配长度为num_bytes字节的内存块。如果分配成功则返回指向被分配内存的指针，分配失败返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。

1.2 free

void free(void *FirstByte);//该函数是将之前用malloc分配的空间还给程序或者是操作系统，也就是释放了这块内存，让它重新得到自由。

1.3注意事项
1）申请了内存空间后，必须检查是否分配成功。
2）当不需要再使用申请的内存时，记得释放；释放后应该把指向这块内存的指针指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。
3）这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露；如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次，如果释放两次及两次以上会出现错误（释放空指针例外，释放空指针其实也等于啥也没做，所以释放空指针释放多少次都没有问题）。
4）虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换，因为这样可以躲过一些编译器的检查。

1.4  malloc()到底从哪里得到了内存空间？
答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。


2. new运算符

2.1 C++中，用new和delete动态创建和释放数组或单个对象。
动态创建对象时，只需指定其数据类型，而不必为该对象命名，new表达式返回指向该新创建对象的指针，我们可以通过指针来访问此对象。

int *pi=new int;

这个new表达式在堆区中分配创建了一个整型对象，并返回此对象的地址，并用该地址初始化指针pi 。

2.2 动态创建对象的初始化
动态创建的对象可以用初始化变量的方式初始化。

int *pi=new int(100); //指针pi所指向的对象初始化为100string *ps=new string(10,'9');//*ps 为“9999999999”

如果不提供显示初始化，对于类类型，用该类的默认构造函数初始化；而内置类型的对象则无初始化。
也可以对动态创建的对象做值初始化：

int *pi=new int( );//初始化为0int *pi=new int;//pi 指向一个没有初始化的intstring *ps=new string( );//初始化为空字符串 （对于提供了默认构造函数的类类型，没有必要对其对象进行值初始化）

2.3 撤销动态创建的对象
delete表达式释放指针指向的地址空间。

<span style="font-size:18px;">delete pi ;// 释放单个对象delete [ ]pi;//释放数组

如果指针指向的不是new分配的内存地址，则使用delete是不合法的。

2.4 在delete之后，重设指针的值
delete p; //执行完该语句后，p变成了不确定的指针，在很多机器上，尽管p值没有明确定义，但仍然存放了它之前所指对象的地址，然后p所指向的内存已经被释放了，所以p不再有效。此时，该指针变成了悬垂指针（悬垂指针指向曾经存放对象的内存，但该对象已经不存在了）。悬垂指针往往导致程序错误，而且很难检测出来。
一旦删除了指针所指的对象，立即将指针置为0，这样就非常清楚的指明指针不再指向任何对象。（零值指针：int *ip=0;）

2.5 区分零值指针和NULL指针
零值指针，是值是0的指针，可以是任何一种指针类型，可以是通用变体类型void*也可以是char*，int*等等。
空指针，其实空指针只是一种编程概念，就如一个容器可能有空和非空两种基本状态，而在非空时可能里面存储了一个数值是0，因此空指针是人为认为的指针不提供任何地址讯息。

2.6 new分配失败时，返回什么？
1993年前，c++一直要求在内存分配失败时operator   new要返回0，现在则是要求operator   new抛出std::bad_alloc异常。很多c++程序是在编译器开始支持新规范前写的。c++标准委员会不想放弃那些已有的遵循返回0规范的代码，所以他们提供了另外形式的operator   new(以及operator   new[])以继续提供返回0功能。这些形式被称为“无抛出”，因为他们没用过一个throw，而是在使用new的入口点采用了nothrow对象: 

<span style="font-size:18px;">class widget{...};widget *pw1 = new widget;//   分配失败抛出std::bad_alloc  if(pw1==0)   ... //   这个检查一定失败widget *pw2 =   new   (nothrow)   widget;   //   若分配失败返回0if (pw2==0)   ... //   这个检查可能会成功

3. malloc和new的区别

3.1 new 返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小。
比如： 　　
1) int *p; 　　

p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针)，分配大小为 sizeof(int); 

或： 　　

int* parr; 　　parr = new int [100]; //返回类型为 int* 类型(整数型指针)，分配大小为 sizeof(int) * 100; 　

2) 而 malloc 则必须要由我们计算字节数，并且在返回后强行转换为实际类型的指针。 　　

int* p; 　　p = (int *) malloc (sizeof(int)*128);//分配128个（可根据实际需要替换该数值）整型存储单元，并将这128个连续的整型存储单元的首地址存储到指针变量p中  double *pd=(double *) malloc (sizeof(double)*12);//分配12个double型存储单元，并将首地址存储到指针变量pd中

3.2 malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。
除了分配及最后释放的方法不一样以外，通过malloc或new得到指针，在其它操作上保持一致。

4.有了malloc/free为什么还要new/delete？
1) malloc与free是C++/C语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。

2) 对于非内部数据类型的对象而言，光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。

因此C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数。

我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理，应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程，对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。

3) 既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++不把malloc/free淘汰出局呢？这是因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。

如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，结果也会导致程序出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete必须配对使用，malloc/free也一样。

一.new 的几种基本用法

1.创建一个动态变量

  

int *p;p=new int; //new int 操作时的在堆区产生一个int型的动态变量，结果为该动态变量的地址（或指针）。*p=1;

2.创建一个一维n位动态数组

int *p;int n;p=new int[n]; // 操作在程序的堆区中产生一个动态的一维数组，数组元素的类型是int，返回值为数组的首地址。

3.创建一个n*20的动态数组

int (*q)[20]; //定义q为一个指向20个int型元素所构成的一维数组的指针。 等价于 typedef int A[20]; A* q;q=new int[n][20]; //上面这一段会产生error，因为 无法从int (*)[20]转化为 int *;

4.创建一个m*n的动态数组

int m,n;cin>>m>>n;int **p = new int*[n];for (int i=0; i<n; ++i) p[i] = new int[m]; //定义一个n*m的二维动态数组

二.malloc的用法

1.malloc在 cstdlib中声明，在程序的堆区中分配一块大小为size的内存空间，并返回该内存空间的的首地址。

2.malloc 函数原型：

  

void *malloc(unsigned int size);

3.具体使用

int *p;p=(int *)malloc(sizeof(int));  //创建一个int型的动态变量double *q;int n;q=(double *)malloc(sizeof(double)*n); //创建一个由n个double型元素组成的一位动态数组typedef int A[20];int *q=(int *)malloc(sizeof(int)*20);    //创建一个n行，20列的动态二维数组变量

三.new与delete的区别

1.new自动计算所需分配空间的大小，delete需要显式的指出。

2.new自动返回相应类型的指针，delete需要做强制类型的转化。

3.如果创建的是动态对象，new会去调用相应对象类的构造函数，而malloc不会。

 

四.动态数组的撤销

1.new创建的delete使之消亡，malloc创建的free使之消亡。

2.delete格式如下：

  int *p=new int;  delete p;  int *p=new int[20];  delete[]p;

3.free的格式如下：

  int *p=(int *)malloc(sizeof(int));  int *q=(int *)malloc(sizeof(int)*20);  free(p);  free(q);

4.delete与free的区别

如果p指向的是对象（或对象数组），则delete p（或delete []p）回去调用对象类的析构函数，而free不会。

5.悬浮指针（dangling pointer）

撤销后，c++编译程序一般不会把指向它的指针变量的值赋为NULL，这样就产生了一个悬浮指针，它指向一个无效的空间。在通过这个悬浮指针来使用相应的动态变量就会产生语义错误。

6.内存泄漏（memory leak）

如果不去撤销它，而指向了别的地方，那个空间就会浪费掉。